JP4034599B2

JP4034599B2 - 二輪車用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4034599B2
Application number: JP2002170391A
Authority: JP
Inventors: 省次若林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP2004010005A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二輪車用空気入りタイヤに係り、特に、大キャンバー角時での旋回安定性を確保することのできる二輪車用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二輪車は、乗用車等の四輪車とは異なり、旋回時にバンク角を伴うため、二輪車に用いられるタイヤは、図４に示すように、トレッド踏面の回転軸を含む断面でのタイヤ赤道面ＣＬ付近の曲率半径Ｒ１を四輪車とは異なり小さくしている。
【０００３】
一般にこのタイヤ赤道面ＣＬ付近の曲率半径Ｒ１が小さいほど車体を軽快にバンクさせることが出来る。
【０００４】
また、旋回時の安定性を増加する手法の一つとして、タイヤの接地面積を拡大することが挙げられ、そのためにはタイヤの断面形状において、ショルダー部側の曲率半径Ｒ２を大きくとることが有効である。
【０００５】
つまり、軽快性と旋回時の安定性を両立しようとする場合、断面形状はショルダー部側曲率半径＞タイヤ赤道面側曲率半径という形状が望ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのためには、タイヤを製造するための金型のショルダー部の曲率半径も大きくとる必要があり、一方金型の内側からタイヤを金型に圧着する役割を果たすブラダーは楕円（タイヤ回転軸に沿った断面で見たときに、タイヤ径方向に長く、タイヤ軸方向に短い楕円）に膨らもうとするため、その結果、トレッド端付近に対して１／４点〜１／８点のトレッドゴムゲージは薄くなる傾向にあり、１／４点〜１／８点でのタイヤ断面の面外曲げ剛性がトレッド端付近に対して低くなる。
【０００７】
このため、トレッド端が接地するほどの大キャンバー角状態ではその剛性差によって剛性の低い１／４点〜１／８点の接地圧が低下し、この接地圧の低下により十分な横力が得られなくなり、ライダーが安心して車両をリーンさせることが出来なくなってしまう問題があった。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、大キャンバー角での旋回安定性を大きく保つことができる二輪車用空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一対のビード部間にトロイダル状に延びるラジアルカーカスと、前記ラジアルカーカスのクラウン部外周に配置されるベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に配置されるトレッドと、を有し、タイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面のショルダー部側の曲率半径をタイヤ赤道面側の曲率半径よりも大きく設定すると共に、ショルダー部側の曲率半径を９０ｍｍ以上に設定した二輪車用空気入りタイヤであって、タイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面におけるタイヤ赤道面とトレッド端との中央部分を１／４点、同じくタイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面における１／４点とトレッド端との中央部分を１／８点、同じくタイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面における１／８点とトレッド端との中央部分を１／１６点とし、タイヤ赤道面で計測したトレッドゲージをＧ_C、１／４点で計測したトレッドゲージをＧ_1/4、１／８点で計測したトレッドゲージをＧ_1/8、トレッド端で計測したトレッドゲージをＧ_hとしたときに、Ｇ_1/4／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_1/8／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_C＝１．３〜１．７、Ｇ_1/8／Ｇ_1/4＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_1/8＝１．３〜１．８を満足し、１／４点と１／１６点との間のトレッド踏面直下の領域に、１／１６点からタイヤ幅方向外側へ越えないように、前記ラジアルカーカス、または前記ベルトの少なくとも一方に沿って、前記トレッドを構成するトレッドゴムよりも弾性率の大きなスキージゴムを配置し、前記スキージゴムのゲージを０．５〜１．５ｍｍに設定し、前記スキージゴムの弾性率をＭＳ、前記トレッドゴムの弾性率をＭＴとしたときに、１≦ＭＳ／ＭＴ＜１０を満足する、ことを特徴としている。
【００１０】
次に、請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１１】
先ず、請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤでは、ショルダー部側の踏面の曲率半径をタイヤ赤道面側の踏面の曲率半径よりも大きく設定すると共に、ショルダー部側の踏面の曲率半径を９０ｍｍ以上としたので、旋回時の安定性を増し、軽快性と旋回時の安定性とを両立することができる。
【００１２】
一般に、接地面内の圧力分布は面外曲げ剛性によるところが大きく、接地端（トレッド端）に対して１／４点〜１／８点のトレッドゲージが薄い事は、即ち、接地端に対して１／４点〜１／８点の面外曲げ剛性が低い事になる。
【００１３】
仮に、同じ接地面積であった場合、接地面内で圧力差が少ない方が大きいものより大きな横力を出すことが分かっており、トレッドゲージをなるべく均一化（即ち、面外曲げ剛性をなるべく均一化）することで不均一なものに対して大きな横力を得ることができる。
【００１４】
請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤ赤道面で計測したトレッドゲージＧ_C、１／４点で計測したトレッドゲージＧ_1/4、１／８点で計測したトレッドゲージＧ_1/8、トレッド端で計測したトレッドゲージＧ_hの各々を、Ｇ_1/4／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_1/8／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_C＝１．３〜１．７、Ｇ_1/8／Ｇ_1/4＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_1/8＝１．３〜１．８を満足するように設定し、さらに１／４点と１／１６点との間のトレッド踏面直下の領域に、ラジアルカーカス、またはベルトの少なくとも一方に沿って、トレッドゴムよりも弾性率（１００％伸張モジュラス）の大きなスキージゴムを配置して面外曲げ剛性の均一化を補ったので、１／４点〜１／８点の面外曲げ剛性が確保され、トレッドの面外曲げ剛性が均一化されるので、大キャンバー角での旋回安定性を大きく保つことができるようになる。
【００１５】
なお、トレッドゲージは、トレッド踏面の法線に沿って計測することとする。
【００１６】
図５に示すような二種類の部材１００、及び部材１０２を組み合わせた簡易的なモデル部材１０４の面外曲げ剛性Ｇは、以下の数式で計算された値Ｇ’の増減に応じて漸増・漸減する。ここで、Ｗは部材の幅（mm）、ｔはゲージ（mm）、Ｅは弾性率（ＭＰａ）である。
Ｇ’＝Ｗｔ₁ ³・Ｅ₁／１２＋Ｗｔ₂ ³・Ｅ₂／１２＋Ｗ｛（ｔ₁＋ｔ₂）／２｝²×（Ｅ₁ｔ₁×Ｅ₂ｔ₂）／（Ｅ₁ｔ₁＋Ｅ₂ｔ₂）
したがって、各部材の幅Ｗを一定とすると、例えば、トレッド端（剛性をＧｈとする）：Ｅ₁＝Ｅ₂＝１．１、ｔ₁＝９．３、ｔ₂＝０（つまり、Ｅ＝１．１の部材のみでトータルゲージ＝９．３の場合）と、１／８点にスキージゴム無しの場合（剛性をＧａとする）：Ｅ₁＝１．１、Ｅ₂＝１．１、ｔ₁＝５．３、ｔ₂＝１．０と１／８点にスキージゴム有りの場合（剛性をＧｂとする）：Ｅ₁＝１．１、Ｅ₂＝５．５、ｔ₁＝５．３、ｔ₂＝１．０の剛性比は、Ｇｈ：Ｇａ：Ｇｂ＝１００：３１：５７となる。
【００１７】
このことより、金型とブラダーの関係上、例えば、トレッド端でのトレッドゴムゲージ９．３mmに対し、１／８点でのトレッドゴムゲージが６．３mm程度までしか確保できない場合でも、トレッドゴム対比５．５倍の高弾性のスキージゴム１．０mmを入れることにより剛性の差を大幅に軽減し得ることが分かる。
【００２０】
スキージゴムのゲージが０．５ｍｍ未満では、スキージゴムの効果を十分に得るには、トレッドゴムの１０倍以上の弾性率を有する硬ゴムが必要となるため、トレッドゴムとスキージゴムとの界面での歪みが大きくなり、セパレーションを誘発する虞があり好ましくない。
【００２１】
一方、スキージゴムのゲージが１．５ｍｍを越えると、面内剪断剛性等の他の剛性の剛性差が大きくなり、操縦安定性に影響を及ぼすため好ましくない。
【００２２】
したがって、スキージゴムを設ける場合、そのゲージは０．５〜１．５ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００２５】
ＭＳ／ＭＴ≧１０となると、スキージゴムが硬くなりすぎ、トレッドゴムとスキージゴムとの界面での歪みが大きくなり、セパレーションを誘発する虞があり好ましくない。
【００２６】
一方、１＞ＭＳ／ＭＴとなると、スキージゴムの弾性率がトレッドゴムの弾性率よりも小さくなってトレッドの曲げ剛性が低下してしまう。
【００２７】
したがって、スキージゴムの弾性率ＭＳとトレッドゴムの弾性率ＭＴとは、１≦ＭＳ／ＭＴ＜１０を満足することが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の二輪車用空気入りタイヤの一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
【００２９】
図１に示すように、リム８に装着された本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ（ＭＣＲ１６０／６０ＺＲ）１０は、タイヤ赤道面ＣＬに対して実質的に９０°の角度で配列した複数本の平行に並べた有機繊維コードがゴムコーティングされた第１カーカスプライ１２及び第２カーカスプライ１４の２枚のカーカスプライから構成されたカーカス１６を備えている。
【００３０】
カーカス１６は、トレッド１８及びサイドウォール２０を補強し、その両端部が、ビード部２２に埋設されたビードコア２４の周りにタイヤ回転軸方向外側に向かって巻き上げられている。
【００３１】
カーカス１６のタイヤ径方向外側には、トレッド１８を形成するトレッドゴム１９との間に、平行に並べられた複数本の有機繊維コードがゴムコーティングされた第１ベルト層２６、及び第２ベルト層２８の２つのベルト層からなるベルト３０が配置されている。
【００３２】
なお、第１ベルト層２６のコードと第２ベルト層２８の有機繊維コードとは交差している。
【００３３】
タイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面の曲率半径は、ショルダー部側の曲率半径Ｒ_Shがタイヤ赤道面側の曲率半径Ｒ_CLよりも大きく、かつショルダー部側の曲率半径Ｒ_Shが９０ｍｍ以上に設定されている。
【００３４】
なお、ショルダー部側の曲率半径Ｒ_Shはトレッド端１８Ｅと１／４点Ｐ_1/4との間の平均の曲率半径とし、１／４点Ｐ_1/4とタイヤ赤道面ＣＬとの間の平均の曲率半径とする。
【００３５】
次に、タイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面におけるタイヤ赤道面ＣＬとトレッド端１８Ｅとの中央部分を１／４点Ｐ_1/4、同じくタイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面における１／４点Ｐ_1/4とトレッド端１８Ｅとの中央部分を１／８点Ｐ_1/8とし、タイヤ赤道面ＣＬで計測したトレッドゲージをＧ_C、１／４点Ｐ_1/4で計測したトレッドゲージをＧ_1/4、１／８点Ｐ_1/8で計測したトレッドゲージをＧ_1/8、トレッド端１８Ｅで計測したトレッドゲージをＧ_hとしたときに、Ｇ_1/4／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_1/8／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_C＝１．３〜１．７、Ｇ_1/8／Ｇ_1/4＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_1/8＝１．３〜１．８を満足している。
【００３６】
なお、トレッドゲージはタイヤ赤道面ＣＬからトレッド端１８Ｅにかけて滑らかに変化している。
【００３７】
図２に示すように、タイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面における１／８点Ｐ_1/8とトレッド端１８Ｅとの中央部分を１／１６点Ｐ_1/16としたときに、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０では、１／４点Ｐ_1/4と１／１６点Ｐ_1/16との間のトレッド踏面直下の領域にあるベルト３０の外周面に、トレッドゴム１９よりも弾性率の大きなシート状のスキージゴム３２が配置されている。
【００３８】
スキージゴム３２のゲージは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００３９】
また、スキージゴム３２の弾性率をＭＳ、トレッドゴム１９の弾性率をＭＴとしたときに、１≦ＭＳ／ＭＴ＜１０を満足することが好ましい。
（作用）
次に、本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
【００４０】
本実施形態の二輪車用空気入りタイヤ１０では、タイヤ赤道面ＣＬで計測したトレッドゲージＧ_C、１／４点Ｐ_1/4で計測したトレッドゲージＧ_1/4、１／８点Ｐ_1/8で計測したトレッドゲージＧ_1/8、トレッド端１８Ｅで計測したトレッドゲージＧ_hの各々を、Ｇ_1/4／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_1/8／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_C＝１．３〜１．７、Ｇ_1/8／Ｇ_1/4＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_1/8＝１．３〜１．８を満足するように設定し、さらに１／４点Ｐ_1/4と１／１６点Ｐ_1/16との間のトレッド踏面直下の領域にあるベルト３０の外周面に、トレッドゴム１９よりも弾性率の大きなシート状のスキージゴム３２を配置して面外曲げ剛性の均一化を補ったので、１／４点Ｐ_1/4〜１／８点Ｐ_1/8のトレッド１８の面外曲げ剛性が確保され、トレッド１８の面外曲げ剛性が均一化されるので、大キャンバー角での旋回安定性を大きく保つことができ。
【００４１】
トレッド踏面のショルダー部側の曲率半径Ｒ_Shをタイヤ赤道面ＣＬ側の曲率半径Ｒ_CLよりも大きく、かつトレッド踏面のショルダー部側の曲率半径Ｒ_Shを９０ｍｍ以上としたので、旋回時の安定性を増加し、軽快性と旋回時の安定性とを両立することができる。
【００４２】
なお、各部のトレッドゲージが上記範囲から外れると、面外曲げ剛性の均一化が図られなくなる。
【００４３】
また、スキージゴム３２のゲージが０．５ｍｍ未満では、スキージゴム３２の効果を十分に得るには、トレッドゴム１９の１０倍以上の弾性率を有する硬ゴムが必要となるため、トレッドゴム１９とスキージゴム３２との界面での歪みが大きくなり、セパレーションを誘発する虞があり好ましくない。
【００４４】
一方、スキージゴム３２のゲージが１．５ｍｍを越えると、面内剪断剛性等の他の剛性の剛性差が大きくなり、操縦安定性に影響を及ぼすため好ましくない。
【００４５】
また、ＭＳ／ＭＴ≧１０となると、スキージゴム３２が硬くなりすぎ、トレッドゴム１９とスキージゴム３２との界面での歪みが大きくなり、セパレーションを誘発する虞があり好ましくない。
【００４６】
一方、１＞ＭＳ／ＭＴとなると、スキージゴム３２の弾性率がトレッドゴム１９の弾性率よりも小さくなってトレッド１８の曲げ剛性が低下してしまう。
【００４７】
なお、面外曲げ剛性の均一化のために、スキージゴム３２は、１／１６点Ｐ_1/16を越えないように配置することが好ましく、トレッド端１８Ｅ付近には配置しない。
【００４８】
本実施形態では、スキージゴム３２をベルト３０の外周面に設けたが、ベルト３０またはカーカス１６に沿って配置されていれば良く、例えば、ベルト３０の内周面側等の他の部位に配置しても良い。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例（前述した実施形態のタイヤ）、及び従来例のタイヤ１種を用いてコーナリング時の安定性について実車を用いて試験した。また、横力測定試験機によってキャンバー角とコーナリングフォースとの関係を調べた。
【００４９】
試験に供したタイヤは、何れもサイズがＭＣＲ１６０／６０ＺＲ１７（ＭＴ４．５×１７のリムに装着。内圧２００ｋＰａ）である。
【００５０】
各タイヤの諸元は以下の表１に示す通りである。
【００５１】
実車試験：各供試タイヤを実車（二輪車）に装着し、熟練ドライバが乾燥試験路にてテスト走行してフィーリング評価した。評価は、従来例のタイヤを１００とする指数表示であり、数値が大きいほどコーナリング時の安定性が良いことを表している。
【００５２】
横力試験：供試タイヤに垂直荷重０．９８ｋＮをかけ、キャンバー角（ＣＡ）を変化させて、スリップアングルを−１〜８°でスイープさせた時の最大横力（ＣＦＭａｘ）を測定した。
【００５３】
【表１】

実車試験の結果、本発明の適用された実施例のタイヤは、従来例のタイヤに比較して、コーナリング時の安定性が向上していることが分かる。
【００５４】
また、横力測定試験機によってキャンバー角とコーナリングフォースとの関係を調べた結果は図３に示す通りであり、本発明の適用された実施例のタイヤは、従来例のタイヤに比較して、大キャンバー角時に発生する横力が大きいことが分かる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の二輪車用空気入りタイヤは上記の構成としたので、大キャンバー角での旋回安定性を大きく保つことができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤの断面図である。
【図３】横力測定試験機による試験結果を示すグラフである。
【図４】二輪車用空気入りタイヤの断面図である。
【図５】モデル部材の斜視図である。
【符号の説明】
１０二輪車用空気入りタイヤ
１６カーカス
１８トレッド
１８Ｅトレッド端
１９トレッドゴム
２２ビード部
２４ビードコア
３０ベルト
３２スキージゴム
Ｐ_1/4１／４点
Ｐ_1/8１／８点
Ｐ_1/16１／１６点
ＣＬタイヤ赤道面

Claims

一対のビード部間にトロイダル状に延びるラジアルカーカスと、前記ラジアルカーカスのクラウン部外周に配置されるベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に配置されるトレッドと、を有し、タイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面のショルダー部側の曲率半径をタイヤ赤道面側の曲率半径よりも大きく設定すると共に、ショルダー部側の曲率半径を９０ｍｍ以上に設定した二輪車用空気入りタイヤであって、
タイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面におけるタイヤ赤道面とトレッド端との中央部分を１／４点、同じくタイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面における１／４点とトレッド端との中央部分を１／８点、同じくタイヤ回転軸に沿った断面で見たときのトレッド踏面における１／８点とトレッド端との中央部分を１／１６点とし、タイヤ赤道面で計測したトレッドゲージをＧ_C、１／４点で計測したトレッドゲージをＧ_1/4、１／８点で計測したトレッドゲージをＧ_1/8、トレッド端で計測したトレッドゲージをＧ_hとしたときに、Ｇ_1/4／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_1/8／Ｇ_C＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_C＝１．３〜１．７、Ｇ_1/8／Ｇ_1/4＝０．９〜１．２、Ｇ_h／Ｇ_1/8＝１．３〜１．８を満足し、
１／４点と１／１６点との間のトレッド踏面直下の領域に、１／１６点からタイヤ幅方向外側へ越えないように、前記ラジアルカーカス、または前記ベルトの少なくとも一方に沿って、前記トレッドを構成するトレッドゴムよりも弾性率の大きなスキージゴムを配置し、
前記スキージゴムのゲージを０．５〜１．５ｍｍに設定し、
前記スキージゴムの弾性率をＭＳ、前記トレッドゴムの弾性率をＭＴとしたときに、１≦ＭＳ／ＭＴ＜１０を満足する、ことを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。